Hydrogen mon amour

एक ऐसे भविष्य की कल्पना करें जहाँ दुनिया की ऊर्जा मुख्य रूप से सूर्य और हवा से आती है। यह एक ऐसा लक्ष्य है जिस पर कई राष्ट्र काम कर रहे हैं, लेकिन इन स्रोतों की एक स्वाभाविक लय होती है: सूर्य रात में नहीं चमकता, और हवा हमेशा नहीं चलती। जब मौसम कई दिनों तक शांत और अंधेरा रहता है, तो बिजली ग्रिड में कमी का सामना करना पड़ता है। रोशनी चालू रखने के लिए, हमें उन दुर्लभ, कठिन अवधियों के लिए ऊर्जा को संग्रहीत करने के तरीके की आवश्यकता है। एक विचार हाइड्रोजन का उपयोग करना है, जो एक गैस है जिसे बिजली का उपयोग करके पानी से बनाया जा सकता है, लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है, और आवश्यकता पड़ने पर वापस बिजली में बदला जा सकता है। हालाँकि, इस गैस को बनाना, इसे ले जाना और इसे वापस बिजली में बदलना एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें बहुत अधिक ऊर्जा नष्ट हो जाती है और यदि सावधानी से नहीं किया गया तो यह प्रदूषण भी पैदा कर सकती है। वैज्ञानिक अब एक अलग प्रश्न पूछ रहे हैं: इस ईंधन का निर्माण करने के बजाय, क्या हम इसे पहले से ही हमारे नीचे जमीन में मौजूद पा सकते हैं?

यह प्रश्न भौतिक विज्ञानी क्रिस्टोफ़ ग्रोजेन और पैट्रिक जेनोट के एक नए निबंध के केंद्र में है, जो यह पता लगा रहे हैं कि कैसे एफसीसी (FCC) परमाणु ऊर्जा पर बहुत अधिक निर्भर हुए बिना खुद को शक्ति दे सकता है। एफसीसी एक नियोजित मशीन है जो ब्रह्मांड के सबसे छोटे निर्माण खंडों का अध्ययन करेगी, लेकिन इसे भारी मात्रा में बिजली की भी आवश्यकता होगी—लगभग 1.3 टेरावाट-घंटे प्रति वर्ष। जबकि लेखक तर्क देते हैं कि इस शक्ति का अधिकांश हिस्सा सौर और पवन जैसे नवीकरणीय स्रोतों से आ सकता है, वे स्वीकार करते हैं कि एक छोटा लेकिन महत्वपूर्ण हिस्सा अभी भी परमाणु संयंत्रों से आना पड़ सकता है। परमाणु ऊर्जा कार्बन उत्सर्जन के मामले में स्वच्छ है, लेकिन यह रेडियोधर्मी कचरा पैदा करती है, जो जनता और पर्यावरण के लिए एक बड़ी चिंता का विषय है। लेखक यह देखना चाहते हैं कि क्या उस शेष परमाणु हिस्से को और कम करने का कोई तरीका है, और इसके साथ ही जुड़े रेडियोधर्मी कचरे को भी, उन दिनों को बेहतर तरीके से संभालने के माध्यम से जब हवा और सूरज विफल हो जाते हैं।

लेखक ऊर्जा भंडारण के विकल्पों के माध्यम से चलते हुए, इस समस्या को एक यात्रा की तरह देखते हैं। बिजली का उपयोग करने का सबसे कुशल तरीका इसे उत्पन्न होते ही तुरंत उपयोग करना है। यदि वह संभव नहीं है, तो अगला सबसे अच्छा कदम इसे बैटरी में संग्रहीत करना है। बैटरियां कुछ घंटों के लिए, जैसे दोपहर से शाम तक, शक्ति बनाए रखने के लिए उत्कृष्ट हैं, और वे ऊर्जा को वापस प्राप्त करने में बहुत कुशल होती हैं। हालाँकि, यदि आप कई दिनों या हफ्तों के लिए शक्ति संग्रहीत करने का प्रयास करते हैं, तो बैटरियां बहुत महंगी और भारी हो जाती हैं। उन लंबे अंतराल के लिए, जिन्हें "डार्क डोलड्रम्स" (अंधेरे और स्थिरता के दौर) के रूप में जाना जाता है, लेखक हाइड्रोजन की ओर देखते हैं। हाइड्रोजन को लंबे समय के लिए बड़े टैंकों में संग्रहीत किया जा सकता है, लेकिन बिजली को हाइड्रोजन में बदलने, उसे संग्रहीत करने और फिर से बिजली में बदलने की प्रक्रिया बहुत अक्षम है। इस प्रक्रिया में मूल ऊर्जा का आधे से अधिक हिस्सा नष्ट हो जाता है।

इसके बाद शोध पत्र दूर के धूप वाले क्षेत्रों में सौर ऊर्जा का उपयोग करके "ग्रीन" हाइड्रोजन बनाने के विचार की जांच करता है, उसे कोलाइडर तक ले जाने और फिर से बिजली में बदलने की। लेखक गणना करते हैं कि इसके लिए एक विशाल सौर फार्म की आवश्यकता होगी, जो लगभग तीन से चार किलोमीटर के प्रत्येक किनारे पर फैला होगा, और केवल सौर पैनलों के लिए लगभग एक अरब यूरो की लागत आएगी। इस विशाल निवेश के बावजूद, प्रणाली मूल ऊर्जा का केवल 20 प्रतिशत ही वापस प्राप्त कर पाएगी। वे निष्कर्ष निकालते हैं कि हालांकि यह कोलाइडर की जरूरतों के लिए अंतिम विकल्प के रूप में काम कर सकता है, लेकिन यह ऊर्जा हानि और लागत के मामले में बहुत अक्षम और महंगा है। लेखक स्पष्ट हैं कि हाइड्रोजन कोई जादुई ईंधन स्रोत नहीं है; यह केवल समय या स्थान के माध्यम से ऊर्जा को स्थानांतरित करने का एक तरीका है, और इसके साथ उच्च लागत और ऊर्जा हानि का बोझ आता है।

कोलाइडर को शक्ति देने के लिए हाइड्रोजन के निर्माण के विचार को खारिज करने के बाद, लेखक एक अधिक आश्चर्यजनक संभावना की ओर ध्यान आकर्षित करते हैं: प्राकृतिक हाइड्रोजन। लंबे समय तक, भूगर्भशास्त्रियों ने हाइड्रोजन को अनदेखा किया क्योंकि वे तेल और गैस की तलाश में थे। हालाँकि, फ्रांस के लोरेन क्षेत्र में हालिया सर्वेक्षणों में जमीन के नीचे पानी में घुली हुई हाइड्रोजन की महत्वपूर्ण मात्रा मिली है। एक विशिष्ट बोरहोल (borehole) में, जिसे 3,655 मीटर की गहराई तक ड्रिल किया गया था, वैज्ञानिकों ने चट्टानों की परतों में हाइड्रोजन पाया। कुछ अनुमान बताते हैं कि इस क्षेत्र में 46 मिलियन टन तक हाइड्रोजन हो सकता है। यदि यह संसाधन वास्तविक और सुलभ है, तो यह गेम-चेंजर होगा क्योंकि इसमें ईंधन बनाने के लिए पानी को विभाजित करने की ऊर्जा-गहन प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं होगी। प्रकृति ने पहले ही काम कर दिया है।

लेखक इसे एक हल की हुई समस्या नहीं बताते हैं। वे इस बात पर जोर देते हैं कि चट्टान के नमूने में हाइड्रोजन मिलना, एक कुएं से लगातार गैस के प्रवाह के होने से बहुत अलग है। मुख्य प्रश्न यह है कि क्या जलाशय प्रतिदिन इतना हाइड्रोजन पैदा कर सकता है कि वह उपयोगी हो सके। वर्तमान डेटा दिखाता है कि हालांकि हाइड्रोजन मौजूद है, लेकिन अभी तक किसी ने भी औद्योगिक स्तर का प्रवाह दर प्रदर्शित नहीं किया है जो एफसीसी जैसी सुविधा को शक्ति दे सके। लेखक सुझाव देते हैं कि यदि इस संसाधन का स्थायी रूप से उपयोग किया जा सकता है, तो यह सबसे स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों में से एक हो सकता है, जिसका कार्बन फुटप्रिंट जीवाश्म ईंधन से बने हाइड्रोजन की तुलना में बहुत कम है। यह परमाणु ऊर्जा से जुड़े रेडियोधर्मी कचरे को पैदा नहीं करेगा, और न ही इसमें हाइड्रोजन बनाने से जुड़ी भारी ऊर्जा हानि होगी।

यह निबंध एक व्यावहारिक मार्ग का प्रस्ताव करता है। लेखक सुझाव देते हैं कि कोलाइडर के पीछे का संगठन, सीर्न (CERN), एक "लॉन्च कस्टमर" के रूप में कार्य कर सकता है। प्राकृतिक हाइड्रोजन से उत्पन्न बिजली खरीदने के लिए दीर्घकालिक समझौते पर हस्ताक्षर करके, वे इस उद्योग के विकास के लिए धन जुटाने में मदद कर सकते हैं। इससे वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को आवश्यक बुनियादी ढांचे के निर्माण, प्रवाह दर के परीक्षण और यह साबित करने का विश्वास मिलेगा कि संसाधन वास्तविक है। समय-सीमा भी सटीक बैठती है: यदि 2020 के दशक के अंत में नियोजित परीक्षण सफल होते हैं, तो उद्योग 2048 में कोलाइडर के संचालन शुरू होने के समय तक आपूर्ति करने के लिए तैयार हो सकता है।

अंततः, यह शोध पत्र इस बात का वादा नहीं है कि प्राकृतिक हाइड्रोजन सब कुछ संभाल लेगी, बल्कि यह गंभीरता से जांच करने का एक आह्वान है। लेखक तर्क देते हैं कि हमें यह मान लेना बंद कर देना चाहिए कि सारा हाइड्रोजन मनुष्यों द्वारा निर्मित होना चाहिए। इसके बजाय, हमें उस हाइड्रोजन को खोजना चाहिए जिसे पृथ्वी सहस्राब्दियों से बना रही है। वे निष्कर्ष निकालते हैं कि जबकि फ्यूजन ऊर्जा और अन्य उन्नत प्रौद्योगिकियां अभी भी भविष्य में हैं, प्राकृतिक हाइड्रोजन एक मूर्त, तत्काल संभावना प्रदान करती है। चुनौती अब आशा से ठोस डेटा की ओर बढ़ने की है, प्रवाह को मापने, कार्बन फुटप्रिंट की जांच करने और यह निर्धारित करने की है कि क्या यह "सफेद सोना" वास्तव में एक ऐसा संसाधन है जिस पर हम भरोसा कर सकते हैं। उत्तर अभी ज्ञात नहीं है, लेकिन लेखकों का मानना है कि यह एक ऐसा प्रश्न है जो पूछने योग्य है, और एक ऐसा प्रश्न जो हमारे भविष्य को संचालित करने के तरीके को बदल सकता है।